特開 2022-159851 熱分解装置及びこれを用いた油化処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022159851

(43)【公開日】2022-10-18

(54)【発明の名称】熱分解装置及びこれを用いた油化処理装置

(51)【国際特許分類】

   B01J 19/00 20060101AFI20221011BHJP

   C10G 1/10 20060101ALI20221011BHJP

   F27B 5/08 20060101ALI20221011BHJP

   F27B 5/06 20060101ALI20221011BHJP

   F27D 17/00 20060101ALI20221011BHJP

   F27D 19/00 20060101ALI20221011BHJP

   F27D 1/00 20060101ALI20221011BHJP

   F27D 9/00 20060101ALI20221011BHJP

【ＦＩ】

B01J19/00 301E

C10G1/10

F27B5/08

F27B5/06

F27D17/00 104D

F27D17/00 104G

F27D19/00 Z

F27D1/00 G

F27D9/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021064286

(22)【出願日】2021-04-05

(71)【出願人】

【識別番号】521151485

【氏名又は名称】杉澤 修

(71)【出願人】

【識別番号】521143675

【氏名又は名称】広原 淨

(71)【出願人】

【識別番号】521143686

【氏名又は名称】崎村 英司

(71)【出願人】

【識別番号】521151522

【氏名又は名称】工藤 武彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110629

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 雄一

(74)【代理人】

【識別番号】100166615

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 大輔

(72)【発明者】

【氏名】杉澤 修

(72)【発明者】

【氏名】工藤 武彦

【テーマコード（参考）】

4G075

4H129

4K051

4K056

4K061

4K063

【Ｆターム（参考）】

4G075AA14

4G075AA22

4G075AA37

4G075AA61

4G075AA63

4G075BA05

4G075BD09

4G075BD13

4G075CA02

4G075CA03

4G075DA02

4G075DA18

4G075EA01

4G075EA07

4G075EB01

4G075EC25

4G075FA01

4G075FB02

4G075FC06

4G075FC20

4H129AA01

4H129BA04

4H129BA07

4H129BB03

4H129BC20

4H129BC22

4H129BC36

4H129NA45

4K051AA04

4K051AB03

4K051BC01

4K056DB01

4K056DB02

4K056DB05

4K056DB13

4K056DC06

4K056FA08

4K056FA10

4K061BA07

4K061CA08

4K061CA12

4K061DA05

4K061GA10

4K061HA05

4K063AA12

4K063BA13

4K063CA06

4K063EA01

(57)【要約】

【課題】プラスチック等の処理対象物を熱分解する際の処理効率を向上可能な熱分解装置を提供する。
【解決手段】内部に密閉状の空間部を区画する外炉７と、外炉７の空間部１４内に全体が収納されると共に空間部１４に対して密閉され、内部に熱分解の対象物を収容する内炉９と、空間部１４に対して設けられ内炉９を加熱する熱源１１と、内炉９内に連通し内炉９の加熱による対象物の分解で発生したガスを取り出すための排出路１３と、を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に密閉状の空間部を区画する外炉と、
前記外炉の空間部内に全体が収納されると共に前記空間部に対して密閉され、内部に熱分解の対象物を収容する内炉と、
前記空間部に対して設けられ前記内炉を加熱する熱源と、
前記内炉内に連通し前記加熱による前記対象物の分解で発生したガスを取り出すための排出路と、
を備える熱分解装置。

【請求項2】

請求項１記載の熱分解装置であって、
前記内炉は、前記空間部に対して着脱自在に設けられ、
前記外炉は、前記空間部を開放して前記内炉を前記空間部に側方から着脱可能とする開閉扉を備えた、
熱分解装置。

【請求項3】

請求項２記載の熱分解装置であって、
前記空間部は、前記内炉を着脱される着脱位置から収納位置にスライドさせることによって収納し、
前記内炉は、前記収納位置で前記排出路に接続されて連通される接続口を備える、
熱分解装置。

【請求項4】

請求項３記載の熱分解装置であって、
前記空間部内で前記内炉を前記着脱位置から前記収納位置へスライドさせるジャッキを備えた、
熱分解装置。

【請求項5】

請求項３又は４記載の熱分解装置であって、
前記内炉は、前記収納位置で展開可能な脚部を有する、
熱分解装置。

【請求項6】

内部に相互に連続する収納空間及び連続空間からなる密閉状の空間部を区画する外炉と、
前記外炉の収納空間内に全体が収納されると共に内部が前記連続空間に対して解放され、前記内部に熱分解の対象物を収容する内炉と、
前記収納空間に対して設けられ前記内炉を加熱する第１熱源と、
前記連続空間に対して設けられ前記連続空間を介して前記対象物に対向し前記連続空間及び前記対象物を加熱する第２熱源と、
前記連続空間内に連通し前記加熱による前記対象物の分解で発生したガスを取り出すための排出路と、
を備える熱分解装置。

【請求項7】

請求項６記載の熱分解装置であって、
前記内炉は、前記空間部に対して着脱自在に設けられた、
熱分解装置。

【請求項8】

請求項１～７の何れか一項に記載の熱分解装置であって、
前記外炉は、前記空間部側に位置する保温部材と、該保温部材の外周を覆う断熱部材とを備えた、
熱分解装置。

【請求項9】

請求項１～８の何れか一項に記載の熱分解装置であって、
前記内炉は、板厚が０．５ｍｍ～２．５ｍｍの缶体である、
熱分解装置。

【請求項10】

請求項１～５の何れか一項に記載の熱分解装置であって、
前記内炉は、前記空間部を区画する前記外炉の内周面に嵌合し、
前記熱源は、前記空間部を区画し前記内炉に対向する前記外炉の壁部に設けられた、
熱分解装置。

【請求項11】

請求項１～１０の何れか一項に記載の熱分解装置であって、
前記内炉は、前記ガスを排出するためのオリフィスを備え、
前記排出路は、前記オリフィスを介して前記内炉内に連通する、
熱分解装置。

【請求項12】

請求項１～１１の何れか一項に記載の熱分解装置を備えた油化処理装置であって、
前記熱分解装置の排出路に接続され、流入したガスを冷却して油化する冷却装置を備えた、
油化処理装置。

【請求項13】

請求項１２記載の熱分解装置を備えた油化処理装置であって、
前記冷却装置は、前記ガスを流入させ前記ガスに対して冷却液を噴霧して前記冷却を行う冷却部と、前記冷却液を一定のＰＨ及び温度に保持して前記冷却部へ供給する前記冷却液の供給源と、を備える、
油化処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プラスチックやゴム等の対象物を熱分解する熱分解装置及びこれを用いた油化処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、廃棄されるプラスチック製品やゴム製品の環境への影響が世界的な問題となっている。これに対する取り組みとして、プラスチック製品等の使用量の削減の他、プラスチック等の処理量を増加することも行われている。

【0003】

プラスチック等を処理する方法としては、資源の有効活用の観点からプラスチック等を分解して油を生成する油化技術が注目されている（特許文献１参照）。

【0004】

特許文献１の油化技術では、プラスチック等の廃棄物（対象物）を熱分解してガスを発生させ、発生したガスを冷却して油を得るようになっている。

【0005】

熱分解は、効率等を考慮して、外釜内に内釜である収納室を設けた二重釜によって行われている。二重釜は、外釜と内釜との間に熱媒油（耐熱性油）が介在しており、外釜をバーナーによって熱することで、熱媒油を介して内釜に熱を均一に伝達する。これによって、内釜内の廃棄物をガス化することができる。

【0006】

しかし、特許文献１の油化技術では、外釜内と内釜内とが連通しているので、内釜内の熱が外釜内へと逃げやすく、処理効率の向上に限界があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１９－９４４０８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明が解決しようとする問題点は、プラスチック等の処理対象物を熱分解する際の処理効率の向上に限界があった点である。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１の態様は、内部に密閉状の空間部を区画する外炉と、前記外炉の空間部内に全体が収納されると共に前記空間部に対して密閉され、内部に熱分解の対象物を収容する内炉と、前記空間部に対して設けられ前記内炉を加熱する熱源と、前記内炉内に連通し前記加熱による前記対象物の分解で発生したガスを取り出すための排出路と、を備える熱分解装置を提供する。

【0010】

また、本発明の第２の態様は、内部に相互に連続する収納空間及び連続空間からなる密閉状の空間部を区画する外炉と、前記外炉の収納空間内に全体が収納されると共に内部が前記連続空間に対して解放され、前記内部に熱分解の対象物を収容する内炉と、前記収納空間に対して設けられ前記内炉を加熱する第１熱源と、前記連続空間に対して設けられ前記連続空間を介して前記対象物に対向し前記連続空間及び前記対象物を加熱する第２熱源と、前記連続空間内に連通し前記加熱による前記対象物の分解で発生したガスを取り出すための排出路と、を備える熱分解装置を提供する。

【0011】

さらに、本発明の第３の態様は、熱分解装置を備えた油化処理装置を提供する。この油化処理装置は、前記熱分解装置の排出路に接続され、流入したガスを冷却して油化する冷却装置を備える。

【発明の効果】

【0012】

本発明の第１の態様によれば、外炉内の密閉状の空間部に、この空間部に対して密閉された内炉全体を収納したので、外部に対して断熱された状態で内炉を迅速に加熱することができると共に、内炉内と空間部との間での熱交換が抑制され、より迅速に内炉を加熱することができる。結果として、対象物の熱分解の所要時間を短縮することができ、熱分解の処理効率を向上することができる。

【0013】

また、本発明の第２の態様によれば、内炉の内部が連続空間に対して解放され、この連続空間を介して第２熱源により内炉内の対象物を加熱する。このため、連続空間を対象物と共に加熱して連通する内炉内との間での熱交換を抑制しながら、対象物の熱分解の所要時間を短縮することができ、熱分解の処理効率を向上することができる。

【0014】

本発明の第３の態様によれば、熱分解の処理効率の向上を通じて、油化処理の処理効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】熱分解装置を適用した油化処理装置を示す全体図である（実施例１）。

【図2】図１の熱分解装置の概略構成を示す斜視図である（実施例１）。

【図3】図１の熱分解装置の縦断面図であり、内炉が収納位置にある状態を示す（実施例１）。

【図4】図１の熱分解装置の縦断面図であり、内炉が着脱位置にある状態を示す（実施例１）。

【図5】図１の熱分解装置の内炉を示す側面図である（実施例１）。

【図6】熱分解装置を適用した油化処理装置を示す全体図である（実施例２）。

【図7】図６の熱分解装置の縦断面図である（実施例２）。

【図8】図６の熱分解装置の内炉と第１熱源の側部ヒーターとの関係を示す概略斜視図である（実施例２）。

【発明を実施するための形態】

【0016】

プラスチック等の対象物を熱分解する際の処理効率を向上するという目的を、外炉内の密閉状の空間部に、この空間部に対して密閉された内炉全体を収納したことにより実現した。

【0017】

すなわち、熱分解装置（３）は、外炉（７）と、内炉（９）と、熱源（１１）と、排出路（１３）とを備える。外炉（７）は、内部に密閉状の空間部（１４）を区画する。内炉（９）は、外炉（７）の空間部（１４）内に全体が収納されると共に空間部（１４）に対して密閉され、内部に熱分解の対象物を収容する。熱源（１１）は、空間部（１４）に対して設けられ、内炉（９）を加熱する。排出路（１３）は、内炉（９）内に連通し、内炉（９）の加熱による対象物の分解で発生したガスを取り出す。

【0018】

密閉状の空間部（１４）は、完全な気密性を確保する必要はなく、接面漏れ等が生じる程度の気密性が確保されていればよい。内炉（９）の空間部（１４）に対する密閉も同様である。

【0019】

内炉（９）は、空間部（１４）に対して着脱自在に又は固定的に設けることができる。内炉（９）を着脱自在な構成とする場合は、空間部（１４）に対する内炉（９）の着脱方式は問わない。ただし、外炉（７）は、空間部（１４）を開放して内炉（９）を空間部（１４）に側方から着脱可能とする開閉扉（１５ａ）を備えるのが好ましい。

【0020】

この場合において、空間部（１４）は、内炉（９）を着脱される着脱位置から収納位置にスライドさせることによって収納し、内炉（９）は、収納位置で内部が排出路（１３）に結合されて連通される接続口（３１ｂ）を備えた構成としてもよい。内炉（９）のスライドの方向は、上下方向、左右方向、斜め方向と自由であるが、上下方向とするのが好ましい。

【0021】

さらに、熱分解装置（３）は、空間部（１４）内で内炉（９）を着脱位置から収納位置へスライドさせるジャッキ（２５）を備えてもよい。また、内炉（９）は、収納位置で展開可能な脚部（２９ａ）を有してもよい。

【0022】

一方、熱分解装置（１）は、内炉（９）内を外炉（７）の空間部（１４）に対して解放する構成とする形態も可能である。かかる形態の熱分解装置（１）は、外炉（７）と、内炉（９）と、第１熱源（７３）及び第２熱源（７５）と、排出路（１３）とを備える。

【0023】

外炉（７）は、内部に相互に連続する収納空間（７７）及び連続空間（７９）からなる密閉状の空間部（１４）を区画する。内炉（９）は、外炉（７）の収納空間（１４）内に全体が収納されると共に内部が連続空間（７９）に対して解放され、内部に熱分解の対象物を収容する。第１熱源（７３）は、収納空間（７７）に対して設けられ、内炉（９）を加熱する。第２熱源（７５）は、連続空間（７９）に対して設けられ、連続空間（７９）を介して対象物（Ｏ）に対向し連続空間（７９）及び対象物（Ｏ）を加熱する。排出路（１３）は、連続空間（７９）内に連通する。

【0024】

かかる形態においても、内炉（９）は、空間部（１４）に対して着脱自在に設けられてもよい。この場合、内炉（９）を側方から着脱可能とする他、上方から着脱可能としてもよい。

【0025】

外炉（７）は、外部に対する断熱性を有するのが好ましく、さらに好ましくは保温性を有する。このため、外炉（７）は、空間部（１４）側に位置する保温部材（２１）と、この保温部材（２１）の外周を覆う断熱部材（２３）とを備えてもよい。

【0026】

内炉（９）は、排出路（１３）に連通するが、連通方法は問わない。ただし、内炉（９）は、ガスを排出するためのオリフィスを備え、排出路（１３）は、オリフィスを介して内炉（９）内に連通するのが好ましい。

【0027】

内炉（９）は、外炉（７）に対して密閉可能な熱源を持たない容器であればよく、好ましくは板厚が０．５ｍｍ～２．５ｍｍの缶体とする。

【0028】

内炉（９）は、空間部（１４）を区画する外炉（７）の内周面（７ａ）に嵌合し、熱源（１１）は、空間部（１４）を区画し、内炉（９）に対向する外炉（９）の壁部（１５，１７）に設けられてもよい。

【0029】

熱分解装置（３）を備えた油化処理装置（１）は、熱分解装置（３）に加えて、冷却装置（５）を備える。冷却装置（５）は、熱分解装置（３）の排出路（１３）に接続され、流入したガスを冷却して油化する。

【0030】

冷却装置（５）は、ガスを流入させガスに対して冷却液（Ｗ）を噴霧して冷却を行う冷却部（４７，４９）と、冷却液（Ｗ）を一定のＰＨ及び温度に保持して冷却部（４７，４９）へ供給する冷却液（Ｗ）の供給源（７２）と、を備えてもよい。

【実施例0031】

［油化処理装置の構成］
図１は、本発明の実施例１に係る熱分解装置を適用した油化処理装置を示す全体図である。

【0032】

油化処理装置１は、プラスチックやゴム等の対象物を熱分解してガスを発生させ、発生したガスを冷却して油化するものである。この油化処理装置１は、熱分解装置３と、冷却装置５とを備えている。

【0033】

［熱分解装置］
図２は、熱分解装置３の概略構成を示す斜視図である。図３は、熱分解装置３の縦断面図であり、内炉９が収納位置にある状態を示し、図４は、同内炉９が着脱位置にある状態を示す。図５は、内炉９を示す側面図である。

【0034】

熱分解装置３は、外炉７と、内炉９と、熱源１１と、排出路１３とを備える。

【0035】

外炉７は、内部に密閉状の空間部１４を区画し、空間部１４内に配置された内炉９を加熱する炉である。この外炉７は、電気ヒーター炉、遠赤外線炉、間接加熱炉等を採用することが可能であるが、本実施例において電気ヒーター炉となっている。なお、密閉状の空間部１４は、完全な気密性を確保する必要はなく、接面漏れ等が生じる程度の気密性が確保されていればよい。

【0036】

外炉７は、密閉状の空間部１４を区画できれば種々の構造を採用可能である。本実施例の外炉７は、円筒状の側壁部１５の軸方向両側の開口を端壁部１７，１９によって閉止して構成されている。この外炉７は、一方の端壁部１７が下方に位置し、他方の端壁部１９が上方に位置するように軸方向が上下方向に沿って設置されている。ただし、外炉７は、設置スペースの関係等により、水平方向に沿って設置し或いは上下左右に対する斜め方向に設置してもよい。なお、軸方向とは、外筒７の軸線に沿った方向をいうが、厳密に軸線に沿っている必要はなく、軸線に対して僅かに斜めの方向も含む（以下、同じ）。

【0037】

一方の端壁部１７は、ステンレス鋼や鉄等の金属からなり、内部が中空状の円板状に形成されている。端壁部１７には、設置用の脚部１７ａが取り付けられている。この端壁部１７には、後述する熱源１１の底部ヒーター３５が設けられている。なお、端壁部１７内には、後述する断熱部材２３や保温部材２１を設けてもよい。

【0038】

他方の端壁部１９は、ステンレス鋼や鉄等の金属によって構成された円板状の部材である。この端壁部１９には、接続筒１９ａが設けられている。接続筒１９ａは、端壁部１９を貫通して設けられている。この接続筒１９ａは、端壁部１９に対して弾性部材である板ばね２０によって、後述する内炉９のスライド方向である上下方向に弾性変位可能に支持されている。なお、弾性部材としては、板ばね２０に限られず、ねじりばねやコイルばね等としてもよい。

【0039】

この接続筒１９ａは、外炉７内で空間部１４内に臨み、外炉７外で排出路１３内に臨んでいる。接続筒１９ａは、後述する内炉９の接続口３１ｂを内炉９のスライドに応じた挿入により接続させる。このとき、接続筒１９ａは、板バネ２０の弾性力で開口縁部が内炉９に密接して閉止される。

【0040】

かかる構成より、本実施例では、内炉９と排出路１３とを接続するために排出路１３側を可動にする必要がない。なお、接続筒１９ａは、端壁部１９に固定してもよい。また、接続筒１９ａに代えて、端壁部１９に貫通孔を設けてもよい。

【0041】

側壁部１５は、ステンレス鋼や鉄等の金属からなり、内部が中空状の円筒体によって形成されている。側壁部１５内には、保温部材２１と断熱部材２３とが設けられている。

【0042】

保温部材２１は、側壁部１５の空間部１４側に位置して設けられている。この保温部材２１は、熱源１１の側部ヒーター３３によって加熱され、加熱による温度を保持ものである。本実施例の保温部材２１は、側壁部１５に沿って環状に形成された、例えばオイル等の熱媒体を充填したジャケットや配管等によって構成される。この保温部材２１は、上下方向及び周方向において空間部１１の全域に設けられているが、上下方向及び周方向の何れか一方又は双方の一部にのみ設けてもよい。

【0043】

ただし、保温部材２１は、ケイ酸カルシウム等の断熱部材を兼用するものであってもよい。また、保温部材２１は、側部ヒーター３３によって加熱して保温可能なものであれば、環状に形成する必要はなく、周方向や軸方向に所定間隔毎に設けてもよい。また、保温部材２１は、省略することも可能である。

【0044】

この保温部材２１の内周には、熱源１１の側部ヒーター３３が設けられ、保温部材２１の外周には、断熱部材２３が設けられている。

【0045】

断熱部材２３は、保温部材２１の外周を覆うように設けられている。本実施例の断熱部材２３は、保温部材２１の外周に沿って環状に形成されている。なお、断熱部材２３は、外炉７の内外を断熱できればよいので、環状に形成する必要はなく、箱状等にすることも可能である。この断熱部材２３は、アルミナ、粘土、リフラクトリーセラミックファイバ、アルミナファイバ、ケイ酸カルシウム等によって形成することが可能である。

【0046】

かかる構成の側壁部１５は、開閉扉１５ａと本体部１５ｂとに分割されて構成されている。開閉扉１５ａは、本体部１５ｂに対してヒンジ等によって開閉可能に結合されている。この開閉扉１５ａは、空間部１４を開放して内炉９を空間部１４に側方から着脱可能とする。なお、空間部１４に対する内炉９の着脱は、他方の端壁部１９を開閉して行ってもよい。

【0047】

空間部１４は、内炉９を着脱される図４の着脱位置から図３の収納位置にスライドさせることによって収納する。なお、着脱位置とは、内炉９の側方からの着脱が可能な位置であり、本実施例において、外炉７の接続筒１９ａから内炉９の接続口３１ｂが抜けた状態の位置をいう。収納位置は、内炉９の側方からの着脱が不能な位置であり、本実施例において、外炉７の接続筒１９ａに内炉９の接続口３１ｂが挿入された状態の位置をいう。

【0048】

内炉９のスライドは、ジャッキ２５により行われる。すなわち、本実施例の熱分解装置３は、空間部１４内で内炉９を着脱位置から収納位置へスライドさせるジャッキ２５を備えた構成となっている。なお、ジャッキ２５を省略して、スライドを手動によって行ってもよい。

【0049】

ジャッキ２５は、油圧式、ねじ式、エアー式等の適宜のもの採用可能であるが、本実施例において油圧式となっている。このジャッキ２５は、空間部１４に配置されたサドル２５ａにラムシリンダー２５ｂが結合されている。ラムシリンダー２５ｂを動作させるレバー２５ｃは、外炉７外に引き出されている。

【0050】

このジャッキ２５では、レバー２５ｃの非操作時にサドル２５ａが着脱位置に位置し、レバー２５ｃの操作時にラムシリンダー２５ｂを伸長させてサドル２５ａを着脱位置から収納位置まで上昇させるようになっている。

【0051】

内炉９は、外炉７の空間部１４内に全体が収納されると共に空間部１４に対して密閉され、内部に熱分解の対象物を収容する。内炉９の空間部１４に対する密閉は、完全な気密性を確保する必要はなく、接面漏れ等が生じる程度の気密性が確保されていればよい。

【0052】

この内炉９は、熱源を持たない容器である。本実施例において、内炉９は、上記のように空間部１４に対して着脱自在に設けられている。ただし、内炉９は、空間部１４に対して固定的に設けてもよい。

【0053】

内炉９は、種々の形態を採用することが可能であるが、本実施例において円筒状の缶体となっている。すなわち、内炉９は、円筒状の側壁部２７の軸方向両側の開口を端壁部２９，３１によって閉止して構成されている。

【0054】

端壁部２９，３１は、ステンレス鋼や鉄等の金属からなり、円板状に形成されている。側壁部２７は、ステンレス鋼や鉄等の金属からなり、端壁部２９，３１の外周縁間に設けられている。一方の端壁部２９には、収納位置で展開可能な脚部２９ａが設けられている。脚部２９ａの展開は、脚部２９ａの自重、ばね等の付勢部材、或いは手動によって行えばよい。展開した脚部２９ａは、端壁部２９と外炉７との間に位置し、内炉９を収納位置に保持する。

【0055】

他方の端壁部３１は、側壁部２７に対して着脱自在に構成されている。具体的には、端壁部３１は、外周縁に沿って設けられたバンド３１ａによって側壁部２７に締結されて固定される。なお、端壁部３１は、他の締結具等によって側壁部２７に締結する構成としてもよい。

【0056】

この端壁部３１には、接続口３１ｂが設けられている。接続口３１ｂは、端壁部３１から上方に突出した筒状に形成されている。接続口３１ｂは、内炉９の内部及び外部を連通し、ガスを排出するためのオリフィスを構成する。この接続口３１ｂは、上記のように内炉９が収納位置に収納された状態で、内炉９を排出路１３に接続して連通させる構成となっている。

【0057】

なお、接続口３１ｂは、端壁部３１に設けられた貫通孔でもよい。この場合、接続筒１９ａを接続口３１ｂに挿通することで内炉９を排出路１３に接続すればよい。

【0058】

本実施例の接続口３１ｂには、蓋体３１ｃが開閉可能に設けられている。蓋体３１ｃは、ヒンジ（図示せず）によって接続口３１ｂに開閉自在に支持され、且つばね等の付勢部材（図示せず）によって接続口３１ｂを閉止する位置に保持される。

【0059】

この蓋体３１ｃは、内炉９が収納位置に収納された状態で、外炉７の接続筒１９ａ内に位置するピン１９ｂにより、付勢部材の付勢力に抗して内側に押し込まれて接続口３１ｂを開放する。この開放により、本実施例の接続口３１ｂは、内炉９の内部を排出路１３に連通する。なお、蓋体３１ｃは省略することも可能である。

【0060】

内炉９の端壁部２９，３１及び側壁部２７の板厚（内炉９の板厚）は、０．５ｍｍ～２．５ｍｍに設定されている。これにより、熱抵抗が極めて低く、加熱及び冷却を迅速に行うことが可能となっている。

【0061】

なお、側壁部２７の板厚を０．５ｍｍ～２．５ｍｍに設定し、端壁部２９，３１の板厚を０．５ｍｍよりも小さく設定し、或いは２．５ｍｍよりも大きく設定してもよい。また、端壁部２９，３１及び側壁部２７の板厚の全てを、０．５ｍｍよりも小さく設定し、或いは２．５ｍｍよりも大きく設定してもよい。

【0062】

内炉９の容量は、２０～３００リットル程度、特に１００～２００リットル程度となっている。従って、内炉９は、ドラム缶と同様のサイズ及び構成となっている。なお、内炉９の容量は、２０リットルよりも小さく、或いは３００リットルよりも大きく設定してもよい。

【0063】

内炉９の外径は、空間部１４を区画する外炉７の内周面７ａの径と同一か僅かに小さく設定されている。これにより、内炉９の外周面９ａは、外炉７の内周面７ａに嵌合する構成となっている。ここでの嵌合は、内炉９のスライドを妨げない程度のものであり、僅かな隙間を有するものも含まれる。

【0064】

熱源１１は、空間部１４に対して設けられ、内炉９を加熱するものである。この熱源１１は、空間部１４を区画し内炉９に対向する外炉７の壁部である側壁部１５及び端壁部１７に設けられている。熱源１１には、外炉７の加熱方式に応じて適宜のものが採用される。

【0065】

本実施例では、外炉７が電気ヒーター炉であるため、熱源１１が電熱線からなっている。電熱線は、ニクロム線や鉄クロム線等の電熱合金等によって構成することが可能である。なお、熱源１１は、加熱方式に応じて、熱電素子、セラミックヒーター、カーボンヒーター等を採用することも可能である。

【0066】

かかる熱源１１は、側部ヒーター３３と底部ヒーター３５とを備えている。

【0067】

側部ヒーター３３は、外炉７の側壁部１５に配置されている。本実施例の側部ヒーター３３は、側壁部１５内において、内炉９の側壁部２７全体を加熱するように配置されており、保温部材２１の内周全体にわたる筒状に形成されている。

【0068】

側部ヒーター３３の内周は、外炉７の内周面７ａを構成する側壁部１５の内壁１６に対して側壁部１５内から接している。これにより、側部ヒーター３３は、側壁部１５の内壁１６を介して内炉９を加熱するようになっている。なお、側部ヒーター３３は、外炉７の内周面７ａに取り付けて、空間部１４内に露出させてもよい。

【0069】

底部ヒーター３５は、外炉７の端壁部１７に配置されている。本実施例の底部ヒーター３５は、ジャッキ２５のラムシリンダー２５ｂを避けるように、平面視において環状に設けられている。ジャッキ２５を省略する場合は、底部ヒーター３５を環状にする必要はない。この底部ヒーター３５は、外炉７の内底面７ｂを構成する端壁部１７の表壁１８に端壁部１７内から接し、端壁部１７の表壁１８を介して空間部１４内を加熱するようになっている。なお、底部ヒーター３５は、端壁部１７の表壁１８上に取り付けて、空間部１４内に露出させてもよい。また、底部ヒーター３５は、省略することも可能である。

【0070】

排出路１３は、内炉９内に連通し、内炉９の加熱による対象物の分解で発生したガスを取り出す。本実施例の排出路１３は、ガスを流通可能な管路である。

【0071】

排出路１３の一端部３７は、外炉７と一体に構成されている。具体的には、排出路１３の一端部３７は、外炉７の端壁部１９上に形成されている。この一端部３７は、排出路１３の管路状の管路部３９，４１に対して膨出形状となっており、中空状の内部に触媒４５が配置されている。触媒４５は、対象物の熱分解によって生じたガスを接触させて改質する。なお、排出路１３の一端部３７は、外炉８の他端壁部１９上の断熱部としても機能する。

【0072】

排出路１３の一端部３７には、図１のように、一端側の管路部３９が一体に設けられている。この管路部３９には、他端側の管路部４１が締結されて結合されている。この他端側の管路部４１は、管路部４１と同様の管路状の他端部４３に至る。この排出路１３の他端部４３は、冷却装置５に一体に設けられている。

【0073】

［冷却装置］
冷却装置５は、図１のように、熱分解装置３の排出路１３に接続され、流入したガスを冷却して油化するものである。本実施例の冷却装置５は、一対の冷却部４７，４９と、フィルター部５１とを備えている。なお、冷却部４７，４９の数は任意であり、一つ或いは三つ以上設けてもよい。また、フィルター部５１は、冷却装置５の仕様によっては省略することも可能である。

【0074】

冷却部４７，４９は、対称な構成であり、それぞれハウジング５３内に冷却液としての冷却水Ｗを貯留すると共に噴霧器５５を収容している。なお、冷却液としては、冷却水以外のクーラントとすることが可能である。これら冷却部４７，４９は、冷却水Ｗを噴霧器５５によって噴霧することで内部に流入したガスを冷却して油化する。

【0075】

なお、一方の冷却部４７には、排出路１３の他端部４３からガスが流入し、他方の冷却部４９には、冷却部４７，４９間を連通する連通管５７を介して一方の冷却部４７からガスが流入する。

【0076】

ハウジング５３内には、相互間を接続する冷却水Ｗの水路５３ｂやドレン５３ｃに加えて、油取込み口５３ｄが設けられている。油取込み口５３ｄは、タンク５９に至る油送管６１の端部であり、冷却水Ｗの水面よりも上方に突出して配置されている。この油取込み口５３ｄは、ガスの冷却による油が冷却水Ｗ上に貯まるため、この溜まった油を取り込むようになっている。

【0077】

油の取り込みは、油送管６１に接続されたポンプ６３によって行われる。油送管６１に取り込まれた油は、タンク５９へと貯められる。タンク５９には、油の取出口５９ａやドレン５９ｂが設けられている。

【0078】

フィルター部５１は、他方の冷却部４９に接続された排気管６５がハウジング６７内を通って外部へと引き出されている。この排気管６５には、ハウジング６７内で排気フィルター６９及びエアーポンプ７１が接続されている。排気フィルター６９は、油化後のガスを浄化するフィルターである。浄化されたガスは、エアーポンプ７１によって外部へ排気される。

【0079】

［熱分解］
本実施例の熱分解装置３では、内炉９を外炉７から取り外した状態において、内部にプラスチックやゴム等の対象物を収容する。内炉９内への対象物の収容は、内炉９の端壁部３１を取り外しておくことで作業を容易に行うことができる。対象物は、事前に破砕しておく。ただし、対象物は、破砕していないものであってもよい。こうして対象物を収容した内炉９は、リフト等によって外炉７へと搬送する。

【0080】

内炉９を外炉７内へ収納する際には、図２のように、外炉７の開閉扉１５ａを開けて空間部１４を開放しておく。この状態で、内炉９を空間部１４内へと側方から入れ込む。この入れ込みにより、図４のように、内炉９を着脱位置にあるジャッキ２５のサドル２５ａ上に載置して、内炉９を着脱位置に配置する。

【0081】

こうして着脱位置に配置した内炉９を収納位置へとスライドさせる。内炉９のスライドは、ジャッキ２５のレバー２５ｃを操作して容易に行うことができる。このスライドにより、図３のように、内炉９の接続口３１ｂが外炉７の接続筒１９ｂ内に挿入されて接続される。この状態で接続口３１ｂが開放されて内炉９内を排出路１３へと連通する。

【0082】

内炉９が収納位置へとスライドした状態においては、内炉９の脚部２９ａを手動により展開させる。この展開した脚部２９ａにより、内炉９が収納位置に保持される。

【0083】

こうして内炉９が収納位置に保持されると、開閉扉１５ａを閉めて空間部１４を密閉し、空間部１４内に内炉９が収納された状態となる。なお、開閉扉１５ａは、内炉９を着脱位置に配置した状態で閉めてもよい。

【0084】

内炉９を収納した後は、外炉７による加熱を開始する。この加熱により内炉９を所定温度とし、且つその温度を所定時間保持する。このときの温度は、プラスチック等の対象物の熱分解が行われる３００度～５００度程度とする。また、温度を保持する時間は、効率を考慮して対象物をガス化できるように適宜設定すればよい。

【0085】

内炉９の加熱は、板厚が０．５ｍｍ～２．５ｍｍ程度のステンレス鋼や鉄等によって構成されることで熱抵抗が極めて小さく設定されているので、迅速に行うことができる。

【0086】

また、内炉９は、密閉状の空間部１４内に収納されているので、外部に対して断熱された状態で加熱することができる。従って、内炉９をより迅速に加熱できる。

【0087】

さらに、内炉９は、その内部が外炉７の空間部１４から密閉されているので、内炉９内と空間部１４との間での熱交換が抑制され、より迅速に加熱することができる。

【0088】

しかも、内炉９は、接続口３１ｂがガスを排出するためのオリフィスを構成しているので、対象物のガス化が始まると内部の圧力が上昇し、これによって内部の温度を上昇させることができる。結果として、より迅速に内炉９を加熱することができる。

【0089】

こうして迅速に内炉９を加熱することができるため、本実施例では、対象物のガス化の所要時間を短縮することができる。

【0090】

また、内炉９の保温時には、保温部材２１によって補助されるので、熱源１１の稼働を少なくすることができ、省エネルギー化を図ることができる。

【0091】

内炉９の所定温度を所定時間保持した後は、内炉９を冷却して次の内炉９に入れ替える。内炉９の冷却は、加熱を中止すると共に開閉扉１５ａを開けて空間部１４及び内炉９を大気開放することで行われる。この内炉９の冷却は、内炉９の熱抵抗が低いので、迅速に行わせることができる。

【0092】

また、開閉扉１５ａを開けることで、内炉９の側方を大きく開放できるので、より迅速に内炉９を冷却できる。同時に、保温部材２１を設けても内炉９の冷却を行うことを可能とする。さらに、内炉９は、スライドによって収納位置へと位置することで、その端壁部２９と外炉７の端壁部１７との間に隙間が区画されているので、隙間を介してより迅速に内炉９を冷却できる。

【0093】

所定時間冷却した後は、内炉９を外炉７から取り出せば、次の内炉９に迅速に交換できると共に取り出した内炉９の冷却も促進できる。このように内炉９を外炉７から取り出してしまえば、外炉７に保温部材２１を設けても内炉９の冷却をより確実に行うことができる。

【0094】

このように、本実施例では、内炉９を迅速に加熱し冷却することで対象物の熱分解の所要時間を短縮することができ、熱分解の処理効率を向上することができる。特に、本実施例の熱分解装置３は、２００リットル程度の対象物の熱分解を一時間程度で行うことができ、一日に１．５トン程度の油化を可能とする。熱分解装置３は、一日に同程度の油化を可能とする大容量の熱分解装置と比較して大幅に小型化及びコスト低減を図ることができる。

【0095】

［実施例１の効果］
以上説明したように、本実施例の熱分解装置３は、内部に密閉状の空間部を区画する外炉７と、外炉７の空間部１４内に全体が収納されると共に空間部１４に対して密閉され、内部に熱分解の対象物を収容する内炉９と、空間部１４に対して設けられ内炉９を加熱する熱源１１と、内炉９内に連通し内炉９の加熱による対象物の分解で発生したガスを取り出すための排出路１３と、を備えている。

【0096】

従って、内炉９は、外炉７内の密閉状の空間部１４に、この空間部１４に対して密閉された内炉９全体を収納したので、外部に対して断熱された状態で内炉９を迅速に加熱することができると共に、内炉９内と空間部１４との間での熱交換を抑制して、より迅速に内炉９を加熱することができる。結果として、対象物の熱分解の所要時間を短縮することができ、熱分解の処理効率を向上することができる。

【0097】

内炉９は、空間部１４に対して着脱自在に設けられ、外炉７は、空間部１４を開放して、内炉９を空間部１４に側方から着脱可能とする開閉扉１５ａを備えている。

【0098】

従って、本実施例では、開閉扉１５ａを開けることにより、内炉９を空間部１４に対して容易に着脱できると共に、加熱後に内炉９の冷却を迅速に行うことができる。結果として、本実施例では、熱分解の処理効率をさらに向上することができる。

【0099】

空間部１４は、内炉９を着脱される着脱位置から収納位置にスライドさせることによって収納し、内炉９は、収納位置で排出路１３に接続されて連通される接続口３１ｂを備えている。

【0100】

熱分解装置３は、内炉９のスライドによって内炉９を排出路１３に確実に接続して連通させることができ、排出路１３側を可動構造にする必要がなく、構成の簡素化やコスト低減を図ることができる。

【0101】

また、熱分解装置３は、空間部１４内で内炉９を着脱位置から収納位置へスライドさせるジャッキを備えており、内炉９のスライドを容易且つ確実に行わせることができる。

【0102】

内炉９は、収納位置で展開可能な脚部２９ａを有するので、展開した脚部２９ａにより収納位置に容易且つ確実に保持される。

【0103】

外炉７は、空間部１４側に位置する保温部材２１と、この保温部材２１の外周を覆う断熱部材２３とを備えている。

【0104】

従って、本実施例では、保温部材２１を設けて内炉９の加熱時の温度保持を容易且つ確実に行わせることができる。このように構成しても、開閉扉１５ａを開けて内炉９を開放し或いは外炉７から取り外すことにより冷却することができる。

【0105】

内炉９は、ガスを排出するためのオリフィスを備え、排出路１３は、オリフィスを介して内炉９内に連通する。

【0106】

従って、内炉９は、対象物のガス化が始まると、内部の圧力が上昇し、内部の温度を上昇させることができる。この結果、より迅速に内炉９を加熱することができ、熱分解の処理効率をさらに向上することができる。

【0107】

内炉９は、板厚が０．５ｍｍ～２．５ｍｍの缶体であるため、熱抵抗が極めて小さく、熱分解の処理効率をさらに向上することができる。

【0108】

内炉９は、空間部１４を区画する外炉７の内周面７ａに嵌合し、熱源１１は、空間部１４を区画し内炉９に対向する外炉７の側壁部１５及び端壁部１７に設けられている。従って、より迅速に内炉９を加熱することができ、熱分解の処理効率をさらに向上することができる。

【実施例0109】

図６は、本発明の実施例２に係る熱分解装置を適用した油化処理装置を示す全体図である。図７は、図６の熱分解装置の縦断面図である。図８は、図６の熱分解装置の内炉と第１熱源の側部ヒーターとの関係を示す概略斜視図である。なお、実施例２では、実施例１と対応する構成に同符号を付して、重複した説明を省略する。また、図６では、油を貯めるタンクの図示を省略している。

【0110】

本実施例の油化処理装置１は、熱分解装置３の内炉９内を外炉７の空間部１４に対して解放する構成とし、且つ冷却装置５に冷却水Ｗの供給源としての冷却水タンク７２を設けたものである。

【0111】

熱分解装置３では、内炉９内を外炉７の空間部１４に対して解放するために、外炉７及び内炉９の構成が変更されている。加えて、本実施例の熱分解装置３は、第１熱源７３及び第２熱源７５を備える。

【0112】

外炉７は、内部に相互に連続する収納空間７７及び連続空間７９からなる密閉状の空間部１４を区画する。本実施例の外炉７は、上部を開放可能に構成されている。すなわち、外炉７は、円筒状の側壁部１５の軸方向両側の開口を端壁部１７及び蓋体８１によって閉止して構成されている。なお、外炉７は、端壁部１７が下方に位置し、蓋体８１が上方に位置するように設置されている。

【0113】

蓋体８１は、ヒンジ８３によって側壁部１５に対して開閉可能に取り付けられている。蓋体８１には、側壁部１５の上部に外側から嵌合する嵌合筒部８５が設けられている。この嵌合筒部８５は、外周に沿って設けられたバンド８５ａにより側壁部１５の上部に締結される。

【0114】

なお、蓋体８１と側壁部１５との間には、ゴム等のシール部材を設けてもよい。シール部材を設けても、側壁部１５の表面の温度上昇が断熱部材２３により抑制できるので問題がいない。特に、本実施例では、上部に保温部材２１及び側部ヒーター３３が設けられておらず、代わりに断熱部材２３の径方向の厚みが増加しているため、より確実に側壁部１５の表面の温度上昇を抑制できる。

【0115】

収納空間７７は、外炉７の下部側に形成され、連続空間７９は、外炉７の上部側に形成されている。収納空間７７は、本実施例の収容位置を区画し、空間部１４内の内炉９全体を収納する部分を意味する。この空間部１４を区画する外炉７の内周面７ａは、実施例１と同様、内炉９の外周面９ａに嵌合する構成となっている。

【0116】

連続空間７９は、空間部１４内の収納空間７７以外の部分であり、内炉９の上方に隣接して位置する。この連続空間７９は、収納空間７７と単一の空間として外炉７の側壁部１５によって区画される。このため、連続空間７９が内炉９の側方には空間部１４が位置しない構成となっている。

【0117】

かかる連続空間７９には、側壁部１５の上部を貫通する排出路１３が連通している。側壁部１５の上部は、側部ヒーター３３及び保温部材２１が位置しないので、保温部材２１及び側部ヒーター３３を避けて排出路１３の貫通を容易にしている。従って、側壁部１５の上部は、上記のように断熱部材２３の厚みを増加することで、側壁部１５の表面の温度上昇を防止する機能を有すると共に、排出路１３の貫通を容易にする機能を有する。この連続空間７９に対し、内炉９の内部が連通している。

【0118】

内炉９は、外炉７の上方から空間部１４内にスライドによって着脱することが可能に構成されている。この内炉９は、上方が開口した円筒状の缶体となっている。すなわち、内炉９は、円筒状の側壁部２７の軸方向一側である下方側の開口を端壁部２９によって閉止して構成されている。

【0119】

内炉９は、空間部１４内への収容状態で、収納空間７７内に全体が収容されている。この状態で、内炉９の上方の開口が連続空間７９に臨んでいる。これにより、内炉９の内部が、連続空間７９に対して連通する。

【0120】

第１熱源７３は、実施例１の熱源１１であり、収納空間に対して設けられ内炉９を加熱する。すなわち、第１熱源７３は、側部ヒーター３３と底部ヒーター３５とを備えている。側部ヒーター３３は、実施例１と同一であり、電熱線３３ａで構成されたものとなっている。

【0121】

電熱線３３ａは、外炉７の内壁１６に対してコイル状に巻かれている。この側部ヒーター３３は、電熱線３３ａで発生した熱により、内壁１６を介して内炉９を加熱する。同時に、側部ヒーター３３は、電磁誘導によって内炉９を加熱することができる。従って、内炉９並びに対象物Ｏの加熱を迅速に行うことができる。底部ヒーター３５は、基本的に実施例１と同一であるが、外炉７の端壁部１７に対し、内炉９に上下方向で対向する範囲全体に設けられている。

【0122】

第２熱源７５は、連続空間７９に対して設けられ、連続空間７９を介して内炉９内の対象物Ｏに対向する。本実施例の第２熱源７５は、外炉７の蓋体８１の内面に設けられ、上下方向において連続空間７９を介して対象物Ｏに対向する。これにより、第２熱源７５は、連続空間７９及び対象物Ｏを加熱するようになっている。

【0123】

第２熱源７５は、本実施例において赤外線ライトからなるが、連続空間７９を介して対向する対象物Ｏを加熱できれば、電熱線等で構成することも可能である。

【0124】

冷却装置５の冷却水タンク７２は、冷却液である冷却水Ｗを一定のＰＨ及び温度に保持して、一対の冷却部４７，４９へ供給する。冷却部４７，４９への冷却水Ｗの供給は、冷却部４７，４９の噴霧器５５に対して管路８７を介して行われる。噴霧器５５に供給された冷却水は、そのまま噴霧器５５によって冷却部４７，４９内で噴霧される。なお、冷却水Ｗの供給は、噴霧器５５ではなく、単に冷却部４７，４９内へ行ってもよい。

【0125】

冷却部４７，４９内の冷却水Ｗは、管路８７を介して冷却水タンク７２に戻る。なお、管路８７は、冷却水タンク７２からの冷却水の供給と冷却水タンク７２への冷却水の戻りとを行わせるために、供給路と還流路とが備えるのが好ましい。ただし、管路８７は、ポンプ等の動作を切り替えることによって供給路及び還流路としての機能が切り替わるように構成してもよい。

【0126】

冷却水タンク７２での冷却水Ｗの温度の保持は、常温よりも高い温度での保温となるため、冷却水タンク７２に設けた各種ヒーター等の保温器によって行えばよい。このように、常温よりも高い温度に冷却水Ｗを保持することにより、油化の効率化を図ることができると共に、得られる油の固化による冷却装置５の詰まり等を抑制できる。冷却水Ｗの温度は、ガスの油化効率と得られた油の固化との関係で適宜設定すればよい。

【0127】

冷却水タンク７２でのＰＨの保持は、冷却水Ｗに酸又はアルカリを加えることで行われる。このように冷却水ＷのＰＨを保持する保持することにより、ガス中のアルカリ等を中和できる。このＰＨの保持では、冷却水タンク７２内にＰＨセンサーを設け、ＰＨセンサーでの検出に応じて自動的に酸又はアルカリを加えてもよい。冷却水ＷのＰＨは、中和対象や中和効率との関係で適宜設定すればよい。

【0128】

以上説明したように、本実施例の熱分解装置３は、内部に相互に連続する収納空間７７及び連続空間７９からなる密閉状の空間部１４を区画する外炉７と、外炉７の収納空間７７内に全体が収納されると共に内部が連続空間７９に対して解放され、内部に熱分解の対象物Ｏを収容する内炉９と、収納空間７７に対して設けられ内炉９を加熱する第１熱源７３と、連続空間７９に対して設けられ、連続空間７９を介して対象物Ｏに対向し連続空間７９及び対象物Ｏを加熱する第２熱源７５と、連続空間７９内に連通し内炉９の加熱及び対象物Ｏの加熱による対象物Ｏの分解で発生したガスを取り出すための排出路１３と、を備える。

【0129】

従って、熱分解装置３は、連続空間７９を対象物Ｏと共に加熱するので、連続空間７９の温度を上昇させて連通する内炉９内の温度に近づけ或いは同一にすることができる。このため、連続空間７９と内炉９内との間での熱交換を抑制することができ、しかも対象物Ｏを直接加熱するため、対象物Ｏの熱分解の所要時間を短縮することができ、熱分解の処理効率を向上することができる。

【0130】

また、本実施例の油化処理装置１は、ガスを流入させてガスに対して冷却水Ｗを噴霧して冷却を行う冷却部４７，４９と、冷却水Ｗを一定のＰＨ及び温度に保持して冷却部４７，４９へ供給する冷却水タンク７２と、を備える。

【0131】

このため、油化の効率化を図ることができると共に、得られる油の固化による油化処理装置１の詰まり等を抑制できると共に、ガスのアルカリ等を中和することができる。

【0132】

その他、実施例２でも、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。